負(fù)荷曲線分類

反映一段時(shí)間內(nèi)負(fù)荷隨時(shí)間而變化的規(guī)律用負(fù)荷曲線來描述；按負(fù)荷種類分，分有功功率負(fù)荷曲線和無功功率負(fù)荷曲線；按時(shí)間長短分，分為日負(fù)荷曲線和年負(fù)荷曲線；按計(jì)量地點(diǎn)分，分為個(gè)別用戶、電力線路、變電所、發(fā)電廠乃至整個(gè)系統(tǒng)的負(fù)荷曲線；將上述三種特征相組合，就確定了某一種特定的負(fù)荷曲線；電力系統(tǒng)有功功率日負(fù)荷曲線是制訂各發(fā)電廠負(fù)荷計(jì)劃的依據(jù)，這對(duì)掌握電力系統(tǒng)運(yùn)行很有用。

電表采用大容量內(nèi)卡（2M字節(jié)）保存負(fù)荷曲線，最多可以保存16184條負(fù)荷曲線記錄。每條負(fù)荷曲線可記錄6類數(shù)據(jù)，負(fù)荷曲線保存的時(shí)刻與電表時(shí)鐘同步，保存數(shù)據(jù)的時(shí)刻是根據(jù)設(shè)置的6類數(shù)據(jù)記錄間隔與電表的時(shí)鐘的關(guān)系確定的，保存數(shù)據(jù)的間隔最小為1分鐘。如設(shè)置的6類數(shù)據(jù)記錄間隔分別為T1、T2、T3、T4、T5、T6，電表的當(dāng)前時(shí)間為HH:MM，只要（60*HH MM）能被T1、T2、T3、T4、T5、T6整除，就把6類數(shù)據(jù)全部保存。共可以保存16184*Tmin 分鐘的負(fù)荷曲線數(shù)據(jù)，Tmin=Min(T1、T2、T3、T4、T5、T6)，Min表示在這6個(gè)時(shí)間間隔中最小那一個(gè)。6類數(shù)據(jù)時(shí)間間隔均為30分鐘時(shí)，可存儲(chǔ)337天的負(fù)荷曲線數(shù)據(jù)。

負(fù)荷曲線的橫坐標(biāo)是時(shí)間，縱坐標(biāo)一般是有功功率，因此通常的負(fù)荷曲線是有功功率負(fù)荷曲線 （圖1上的曲線P）。然而負(fù)荷從電力系統(tǒng)中取用的不僅是有功功率，同時(shí)還取用無功功率。電力系統(tǒng)的調(diào)度不僅調(diào)度發(fā)電機(jī)的有功功率，有時(shí)還要調(diào)度發(fā)電機(jī)、同步調(diào)相機(jī)及電容器等的無功功率，因此還有一個(gè)無功功率的負(fù)荷曲線（圖1上的曲線Q）。

負(fù)荷曲線中的最大值稱為最大負(fù)荷(Pmax)，最小值稱為最小負(fù)荷(Pmin)。這兩個(gè)數(shù)據(jù)是分析電力系統(tǒng)負(fù)荷特性的重要數(shù)據(jù)。由負(fù)荷曲線也可以計(jì)算出用戶消耗電能的多少。一天中負(fù)荷消耗的電量(千瓦小時(shí))，即日負(fù)荷曲線P下面的這一塊面積（圖1）。

一日（月、年）內(nèi)的平均負(fù)荷與最大負(fù)荷之比稱為日（月、年）負(fù)荷系數(shù)。平均負(fù)荷是指某一時(shí)期（日、月、年）內(nèi)的負(fù)荷功率的平均值。負(fù)荷系數(shù)是小于 1的數(shù)值。各類負(fù)荷的負(fù)荷系數(shù)也不相同。有色金屬冶煉、鋼鐵、化工、造紙等連續(xù)生產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)，負(fù)荷系數(shù)均在90%以上,紡織、 機(jī)械制造等產(chǎn)業(yè)的負(fù)荷系數(shù)約為60%。 不同地區(qū)在不同季節(jié)負(fù)荷系數(shù)也有變動(dòng),約為70～80%。

在電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、規(guī)劃中除了需要使用日負(fù)荷曲線外，還需要編制年最大負(fù)荷曲線和年持續(xù)負(fù)荷曲線。

負(fù)荷曲線年最大負(fù)荷曲線

年最大負(fù)荷曲線表示從年初到年末逐日(或旬或月)的電力系統(tǒng)綜合最大負(fù)荷的變化情況 （圖2）?？捎盟鼇戆才湃甑臋C(jī)組檢修計(jì)劃。如果一年四季中每季取一個(gè)典型的日負(fù)荷曲線，由年最大負(fù)荷曲線也可以計(jì)算出全年需要的電量。由預(yù)測的逐年的年最大負(fù)荷曲線可以有計(jì)劃地安排擴(kuò)建或新建發(fā)電廠來滿足負(fù)荷增長的需要。

負(fù)荷曲線年持續(xù)負(fù)荷曲線

年持續(xù)負(fù)荷曲線是以電力系統(tǒng)全年負(fù)荷的大小及其持續(xù)運(yùn)行小時(shí)數(shù)的順序排列作出的曲線 （圖3）。曲線中的A1點(diǎn)反映了一年內(nèi)負(fù)荷超過P1的累積時(shí)間共有t1小時(shí)?？捎盟鼇砭幹齐娏ο到y(tǒng)的發(fā)電計(jì)劃并進(jìn)行可靠性計(jì)算。根據(jù)年持續(xù)負(fù)荷曲線也可以計(jì)算出全年負(fù)荷消耗的電量。

對(duì)下一日24小時(shí)電力負(fù)荷的預(yù)報(bào)。它是電力系統(tǒng)調(diào)度賴以安排日調(diào)度計(jì)劃，決定開停機(jī)計(jì)劃、經(jīng)濟(jì)分配負(fù)荷及安排旋轉(zhuǎn)備用容量的基礎(chǔ)。日負(fù)荷曲線預(yù)測的精確性直接影響電力系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益。日負(fù)荷曲線的變化是有規(guī)律的，例如同年同月中各日曲線形狀接近，不同年份相同月份的典型日負(fù)荷曲線形狀相似日負(fù)荷率V}口最小負(fù)荷率U等特征參數(shù)可以反映曲線的特點(diǎn)與形狀，并且均與社會(huì)用電結(jié)構(gòu)、各部門分用電制有著密切的關(guān)系例如系統(tǒng)中第二產(chǎn)業(yè)比重大，則VU值較高，反之則VU值低根據(jù)這一特點(diǎn)，并考慮到我國力部門對(duì)歷史資料的積累情況，本文提出了一種新的日負(fù)荷曲線預(yù)測方法該方法將預(yù)測過程分解為兩步，第1步基于用電結(jié)構(gòu)分析進(jìn)行特征參數(shù)預(yù)測，第2步以特征參數(shù)及基準(zhǔn)負(fù)荷曲線為依據(jù)進(jìn)行曲線預(yù)測。本文據(jù)此建立了物理意義明確、表達(dá)方式簡捷的數(shù)學(xué)模型，并針對(duì)問題的特點(diǎn)，提出了快速有效的算法該方法已應(yīng)用于東北電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測軟件，取得了良好的效果。

電力系統(tǒng)負(fù)荷曲線的變化規(guī)律表現(xiàn)為一個(gè)非平穩(wěn)的隨機(jī)過程。如果以 1小時(shí)為間隔對(duì)它進(jìn)行離散化的測量，則可得到一個(gè)隨機(jī)的時(shí)間序列。由于人們的生產(chǎn)及生活安排等社會(huì)因素及自然季節(jié)性的影響，使負(fù)荷曲線的變化呈現(xiàn)出一定的周期性。從不同的時(shí)間觀察，可認(rèn)為負(fù)荷曲線的變化具有一天、一周、一月以至一年的變化周期。日負(fù)荷曲線的預(yù)測應(yīng)充分利用這種變化周期性的特點(diǎn)。

日負(fù)荷曲線的預(yù)測方法主要有多重相關(guān)算法、時(shí)間序列法和諧波分解法。但這幾種方法都沒有計(jì)及氣象條件的影響，而負(fù)荷與氣象條件有密切的關(guān)系。更精確的負(fù)荷預(yù)測必須考慮氣象因素，建立氣象負(fù)荷模型或根據(jù)氣象條件對(duì)負(fù)荷模型進(jìn)行必要的修正，從而獲得比較切合實(shí)際的日負(fù)荷曲線預(yù)測。

負(fù)荷曲線多重相關(guān)算法

從負(fù)荷樣本數(shù)據(jù)（即負(fù)荷曲線的歷史數(shù)據(jù)）找出電力系統(tǒng)負(fù)荷在各個(gè)周期的相關(guān)性，構(gòu)造多個(gè)預(yù)測模型，一般為一階線性模型。由各個(gè)模型得到的預(yù)測值及其方差再進(jìn)行最優(yōu)組合，得到一個(gè)加權(quán)平均值。根據(jù)線性估計(jì)理論,權(quán)重應(yīng)與各自的方差成反比，加權(quán)平均值的方差的倒數(shù)等于各個(gè)方差倒數(shù)之和。節(jié)假日則需特殊考慮，舍去相應(yīng)的一個(gè)模型的預(yù)測值。

負(fù)荷曲線時(shí)間序列法

把負(fù)荷的樣本數(shù)據(jù)按時(shí)間順序組成序列。根據(jù)此序列的自相關(guān)函數(shù)和偏自相關(guān)函數(shù)的截尾性能來建立自回歸模型、滑動(dòng)平均模型或自回歸滑動(dòng)平均模型。在預(yù)測方法上可采用條件期望預(yù)測、平衡線性最小方差預(yù)測或新息法自適應(yīng)預(yù)測等。2100433B

負(fù)荷曲線修正法簡介

反映一段時(shí)間內(nèi)負(fù)荷隨時(shí)間而變化的規(guī)律用負(fù)荷曲線來描述；按負(fù)荷種類分，分有功功率負(fù)荷曲線和無功功率負(fù)荷曲線；按時(shí)間長短分，分為日負(fù)荷曲線和年負(fù)荷曲線；按計(jì)量地點(diǎn)分，分為個(gè)別用戶、電力線路、變電所、發(fā)電廠乃至整個(gè)系統(tǒng)的負(fù)荷曲線；將上述三種特征相組合，就確定了某一種特定的負(fù)荷曲線；電力系統(tǒng)有功功率日負(fù)荷曲線是制訂各發(fā)電廠負(fù)荷計(jì)劃的依據(jù)，這對(duì)掌握電力系統(tǒng)運(yùn)行很有用。

負(fù)荷曲線修正法預(yù)測方法

對(duì)下一日24小時(shí)電力負(fù)荷的預(yù)報(bào)。它是電力系統(tǒng)調(diào)度賴以安排日調(diào)度計(jì)劃，決定開停機(jī)計(jì)劃、經(jīng)濟(jì)分配負(fù)荷及安排旋轉(zhuǎn)備用容量的基礎(chǔ)。日負(fù)荷曲線預(yù)測的精確性直接影響電力系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益。日負(fù)荷曲線的變化是有規(guī)律的，例如同年同月中各日曲線形狀接近，不同年份相同月份的典型日負(fù)荷曲線形狀相似日負(fù)荷率V}口最小負(fù)荷率U等特征參數(shù)可以反映曲線的特點(diǎn)與形狀，并且均與社會(huì)用電結(jié)構(gòu)、各部門分用電制有著密切的關(guān)系例如系統(tǒng)中第二產(chǎn)業(yè)比重大，則VU值較高，反之則VU值低根據(jù)這一特點(diǎn)，并考慮到我國力部門對(duì)歷史資料的積累情況，本文提出了一種新的日負(fù)荷曲線預(yù)測方法該方法將預(yù)測過程分解為兩步，第1步基于用電結(jié)構(gòu)分析進(jìn)行特征參數(shù)預(yù)測，第2步以特征參數(shù)及基準(zhǔn)負(fù)荷曲線為依據(jù)進(jìn)行曲線預(yù)測。本文據(jù)此建立了物理意義明確、表達(dá)方式簡捷的數(shù)學(xué)模型，并針對(duì)問題的特點(diǎn)，提出了快速有效的算法該方法已應(yīng)用于東北電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測軟件，取得了良好的效果。

電力系統(tǒng)負(fù)荷曲線的變化規(guī)律表現(xiàn)為一個(gè)非平穩(wěn)的隨機(jī)過程。如果以 1小時(shí)為間隔對(duì)它進(jìn)行離散化的測量，則可得到一個(gè)隨機(jī)的時(shí)間序列。由于人們的生產(chǎn)及生活安排等社會(huì)因素及自然季節(jié)性的影響，使負(fù)荷曲線的變化呈現(xiàn)出一定的周期性。從不同的時(shí)間觀察，可認(rèn)為負(fù)荷曲線的變化具有一天、一周、一月以至一年的變化周期。日負(fù)荷曲線的預(yù)測應(yīng)充分利用這種變化周期性的特點(diǎn)。

日負(fù)荷曲線的預(yù)測方法主要有多重相關(guān)算法、時(shí)間序列法和諧波分解法。但這幾種方法都沒有計(jì)及氣象條件的影響，而負(fù)荷與氣象條件有密切的關(guān)系。更精確的負(fù)荷預(yù)測必須考慮氣象因素，建立氣象負(fù)荷模型或根據(jù)氣象條件對(duì)負(fù)荷模型進(jìn)行必要的修正，從而獲得比較切合實(shí)際的日負(fù)荷曲線預(yù)測。

多重相關(guān)算法

從負(fù)荷樣本數(shù)據(jù)（即負(fù)荷曲線的歷史數(shù)據(jù)）找出電力系統(tǒng)負(fù)荷在各個(gè)周期的相關(guān)性，構(gòu)造多個(gè)預(yù)測模型，一般為一階線性模型。由各個(gè)模型得到的預(yù)測值及其方差再進(jìn)行最優(yōu)組合，得到一個(gè)加權(quán)平均值。根據(jù)線性估計(jì)理論,權(quán)重應(yīng)與各自的方差成反比，加權(quán)平均值的方差的倒數(shù)等于各個(gè)方差倒數(shù)之和。節(jié)假日則需特殊考慮，舍去相應(yīng)的一個(gè)模型的預(yù)測值。

時(shí)間序列法

把負(fù)荷的樣本數(shù)據(jù)按時(shí)間順序組成序列。根據(jù)此序列的自相關(guān)函數(shù)和偏自相關(guān)函數(shù)的截尾性能來建立自回歸模型、滑動(dòng)平均模型或自回歸滑動(dòng)平均模型。在預(yù)測方法上可采用條件期望預(yù)測、平衡線性最小方差預(yù)測或新息法自適應(yīng)預(yù)測等。

對(duì)不同類型負(fù)荷曲線進(jìn)行修正時(shí)， 考慮的因素和所采用的方法不同。對(duì)日負(fù)荷曲線進(jìn)行修正時(shí)，主要考慮用電結(jié)構(gòu)變化(由產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化、技術(shù)進(jìn)步、生活水平提高等引起)、氣溫、需求側(cè)管理等因素;對(duì)周負(fù)荷曲線進(jìn)行修正時(shí)，主要考慮用電結(jié)構(gòu)變化、工業(yè)生產(chǎn)班制變化等因素;對(duì)年負(fù)荷曲線進(jìn)行修正時(shí)，主要考慮年內(nèi)工業(yè)生產(chǎn)的周期性、年內(nèi)氣候變化、特殊氣候(如暖冬和涼夏) 出現(xiàn)的概率等因素。

電力系統(tǒng)的運(yùn)行調(diào)度、規(guī)劃設(shè)計(jì)不僅需要掌握各個(gè)負(fù)荷點(diǎn)的負(fù)荷變動(dòng)情況，更需要掌握整個(gè)系統(tǒng)的負(fù)荷變化情況,以便安排在什么時(shí)候開多少臺(tái)發(fā)電機(jī)(對(duì)運(yùn)行調(diào)度來說),在什么時(shí)候需要增設(shè)新的發(fā)電機(jī)（對(duì)規(guī)劃設(shè)計(jì)來說）。系統(tǒng)綜合負(fù)荷曲線是由各個(gè)地區(qū)的各類負(fù)荷疊加而得到的。盡管各類負(fù)荷曲線中有的有較大的變化幅度,但系統(tǒng)的綜合負(fù)荷曲線呈比較平坦的形狀,因?yàn)楦鱾€(gè)負(fù)荷的最大值不會(huì)都在同一時(shí)刻出現(xiàn)。因此系統(tǒng)綜合負(fù)荷曲線中的最大負(fù)荷一定小于各個(gè)負(fù)荷曲線中的最大負(fù)荷的總和。各個(gè)電力系統(tǒng)中因各類負(fù)荷構(gòu)成的比例不同，有的系統(tǒng)綜合負(fù)荷曲線中會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)高峰，有的會(huì)出現(xiàn)3個(gè)高峰（見日負(fù)荷曲線）。